Файл: В.А. Полетаев Ориентация Методические указания для студентов специальности 071900- Информационные системы и технологии.pdf

22

тожение мускульной силы человека различными инструментами и машинами.

В то же время попытки создания инструментов и машин, усиливающих природные возможности человека по обработке информации, начиная с камешков абака до механического прототипа современной ЭВМ – машина Беббиджа - лишь тонкая струйка накопления идей в общем потоке развития научно-технического прогресса.

Для реализации научно-технической идеи требуется выполнение по крайней мере трех основных условий:

-идея не должна противоречить известным законам природы;

-в ее реализации должна быть остро заинтересована значительная часть общества;

-должен быть достигнут тот уровень технологии общественного производства, который обеспечивает эффективную реализацию заложенных в идею технических принципов.

Первое из трех перечисленных выше условий, как мы знаем, для машины Ч.Беббиджа выполнялось. Чтобы ответить на вопрос, вытекающий из второго условия, дозрел ли к середине XIX в. социальный заказ на информационную машину, достаточно взглянуть на рис. 3 [5, 6], где показана профессиональная структура работающих по найму в США.

На рисунке видно, что до конца XIX в. свыше 95 % трудоспособного населения страны были заняты физическим трудом и только менее 5% - работой с информацией. Понятно, что в этих условиях основные производственные усилия общества направлялись на совершенствование инструментов и машин, облегчающих работу с материальными объектами, а "химера" информации могла подождать. И она ждала еще около 100 лет, как ждала те многие тысячелетия, в которые человек учился преобразовывать энергию и материальные объекты.

4.1. Истоки информационной технологии.

На ранних этапах развития цивилизации профессиональные навыки передавались в основном личным примером исполнения производственных действий (новых приемов охоты, обработки шкуры, костей животных и т.д.). Рациональные способы организации коллективных действий, синхронизация производственных усилий закреплялись для передачи из поколения в поколение ритуальными танцами, обрядовыми песнями, устными преданиями и т.д.

Рис. 3. Вековой процесс перераспределения трудовых ресурсов из сферы материального производства и обслуживания в информационную сферу народного хозяйства США

"Помехоустойчивость" социально-исторического канала передачи профессиональных знаний заметно возросла с открытием человеком элементов технологии длительного хранения на материальном носителе отдельных, наиболее характерных зрительных образов, связанных с накопленными знаниями. Так начинался исторически первый этап развития информационной технологии. Истоки этого этапа исследованы почти на 30 тыс. лет в глубь человеческой истории: пещерная живопись - выполненные 25 - 30 тыс. лет назад наскальные изображения людей и животных; лунный календарь, выгравированный на кости более чем 20 тыс. лет назад; специальным образом обработанные кости с числовыми нарезками, которые 26 тыс. лет назад "должны были служить инструментами для измерения" [7, с. 18] и т.д.

По мнению известного советского археолога Б.А. Фролова, "истоки искусства в палеолите неотделимы от истоков техники и естествознания"[8, с. 20]. Этот вывод, основанный на изучении огромного материала, затем аргументированно развивается им в работе "Число в графике палеолита" [9].

24

Книгопечатание, фото- и киноискусство, радиовещание, телевидение и, наконец, уже в наши дни феномен персональных компьютеров дают достаточно убедительные свидетельства, что это единство не стало слабее за пределами палеолита. Как отмечал еще П.Б. Шелли: "Поэзия всегда оказывается современницей других искусств, способствующих счастью и совершенствованию людей" [9].

По современным археологическим данным [9] дистанция в шкале времени между первыми инструментами для работы с материальными объектами (топор, ловушка и др.) и инструментами для регистрации информационных образов (на камне, кости и т.д.) около миллиона лет.

Иными словами, почти 99 % своего исторического пути люди имели дело только с материальными объектами. Весь отрезок времени, в течение которого люди начали регистрировать информационные образы, а затем и обрабатывать их, не составляет и 1 % от возраста человеческой цивилизации.

Таким образом, исторический опыт и, следовательно, глубина творческой интуиции человека на несколько порядков слабее в исторически новой информационной сфере человеческой деятельности, чем в сфере традиционного материального производства.

Этот исторический факт в значительной степени объясняет, в частности, и убедительный выигрыш в решении абстрактных информационных задач, который дают в настоящее время средства машинной графики. Графический дисплей по существу "материализует" абстрактные информационные образы и позволяет включать в процесс решения задачи те наиболее мощные области человеческой интуиции, которые были развиты за первые 99 % времени развития человеческого интеллекта. Диалоговые системы машинной графики понижают субъективную сложность решаемой задачи, переводя ее из абстрактного мира информационных образов в конкретный осязаемый мир материальных объектов. На экране дисплея исследователь имеет возможность видеть пространственное расположение отдельных компонентов исследуемого образа, причем эти компоненты могут дополнительно различаться по яркости, цвету и т.д. Для процессов, исследуемых в динамике, дополнительные возможности интуитивного анализа появляются от "звукового сопровождения" пространственных эволюций графической модели. В связи с этим значительная часть известных типов компьютеров имеет встроенные средства или возможности для подключения про- граммно-управляемых звуковых синтезаторов.

25

В настоящее время нередко к процессу решения задачи подключается также и тактильный анализатор выдаваемой ЭВМ информации, а в скором будущем ожидается включение непосредственно в процесс человеко-машинной обработки информации и других каналов: теплового, обоняния,... То есть создаются условия, когда человек "входит" в мир решаемой задачи и "живет" в нем некоторое время, как Алиса в "Зазеркалье", возвращаясь оттуда в реальный мир с "трофеями" вновь найденных знаний.

Шесть тысяч лет назад технология регистрации на материальном носителе символьно кодированной информации о накопленных знаниях достигла того уровня, с которого ведут отсчет эры письменности. Таким образом, за каких-нибудь 20 тыс. лет человеком был пройден путь от наскальных рисунков до первых глиняных табличек с текстами. Это был путь поиска все более совершенных способов кодирования и расшифровки фиксируемых для длительного хранения на материальном носителе элементов знаний.

Начатый тогда процесс совершенствования носителей информации и инструментов для ее регистрации продолжается до сих пор: камень, кость, дерево, глина, папирус, шелк, бумага, люминофор, жидкие кристаллы, магнитные и оптические носители, полупроводники, цилиндрические магнитные домены и т.д.

Однако накапливаемые в виде отдельных записей или книг профессиональные знания не могли непосредственно влиять на производственный процесс. Чтобы получить шанс "прорасти" новым знанием или повлиять на характер выполняемого другими людьми трудового процесса, книга должна попасть "на благодатную почву" - на нее должен был "наткнуться" читатель, который в силу редчайшего стечения обстоятельств оказался уже подготовлен собственной биографией к свершению "таинства зачатия" новой идеи именно в данной профессиональной области знаний. Иными словами, только в том до невероятного редком случае, когда у автора книги и одного из немногочисленных читателей дорогого рукописного фолианта оказывается "резонанс" конструктивных идей, книга может способствовать акту рождения нового знания. Понятно, какое воздействие на темпы развития технологической цивилизации должно было в этих условиях оказать изобретение печатного станка - машины для массового тиражирования зафиксированных на материальном носителе знаний.

26

Одновременно с развитием процесса накопления знаний в человеческом обществе шел процесс формирования обособленной профессиональной группы, для которой сначала основным, а затем и единственным "служебным занятием" становится работа с информацией.

Жрецы - сначала хранители устных сокровищниц знаний, а затем переписчики и толкователи книг - тысячелетиями сохраняли за собой исключительную власть, основанную на монопольном доступе к растущему фонду человеческого опыта; оставались посредниками между накопленными знаниями и заинтересованными в этих знаниях людьми. Этот живой барьер начал разрушаться только после изобретения книгопечатания.

4.2. Книгопечатание - первая информационная революция.

Книгопечатание выполняло для роста накапливаемых человечеством профессиональных знаний ту же роль, какую играет, например, для растений рассеяние семян. Массовое тиражирование для последующего "рассеяния" на больших пространствах зафиксированной на материальном носителе информации о новых знаниях значительно повышало вероятность событий, что хотя бы одно "семя знания попадет на благодатную почву", прозреет и в свою очередь даст "массовым тиражом" обогащенное новым знанием свое собственное "послание в будущее".

Стимулируемое книгопечатанием развитие наук ускоряло темпы накопления систематизированных по отраслям знаний. Эти знания можно было быстро тиражировать, и они становились доступными для многих нередко далеко удаленных друг от друга территориально и во времени участников внутриотраслевого процесса. Например, при создании паровой машины основные решения были получены врачом Д.Папеном (1690 г.), шихтмейстером Колывано-Вознесенских заводов И.Ползуновым (1763 г.), лаборантом университета в Глазго Дж.Уаттом (1769 г.). "Паровая машина была первым действительно интернациональным изобретением...", - отмечал Ф.Энгельс [10].

За три столетия после изобретения в 1445 г. печатного станка оказалось возможным накопить ту "критическую массу " социально доступных знаний, при которой начался лавинообразный процесс развития промышленной революции.

Знания, овеществленные через трудовой процесс в станки, машины, новые технологические процессы и другие организационнотехнические новшества, становились источником новых идей и плодо-

27

творных научных направлений. Регенеративный цикл знания - общественное производство - знания оказался замкнут, и спираль технологической цивилизации начала раскручиваться с нарастающей скоростью. Печатный станок сыграл при запуске этого процесса роль информационного ключа, резко повысив пропускную способность социального канала обмена знаниями.

С этого момента - после изобретения книгопечатания - началось необратимо поступательное движение технологической цивилизации. Взлеты высокого культурного и технического развития были в отдельных странах и ранее, но за ними нередко наступал период упадка и полного забвенья. "Таковы были превратности дел людских, - отмечал в этой связи Пьер Симон Лаплас, - что то из искусств, которое только могло надолго сохранить и передать потомству события протекших веков, - книгопечатание, будучи новейшим изобретением, не оставило нам памяти о первых открывателях, и она полностью утратилась. Великие народы исчезали, не оставив никаких следов своего существования. Большинство наиболее знаменитых городов древности погибли вместе со своими летописями и даже языком, на котором говорили их обитатели. С трудом находим мы место, где был Вавилон. Из стольких памятников искусства и мастерства, украшавших эти города и считавшихся мировыми чудесами, осталось не больше, чем смутное предание и разрозненные обломки, происхождение которых по большей части недостоверно, но величие которых свидетельствует о могуществе народов, воздвигших эти монументы" [11].

Колесо - общепринятый сегодня символ технической цивилизации - было изобретено, как полагают, в Шумере, на древнем Востоке, за 4 тыс. лет до н.э., а тысячу лет спустя там же создается и древнейший писаный свод законов - первый из дошедших до нас памятников письменности. Но прошло еще около 4 тыс. лет, прежде чем в середине XV в. ритмичное постукивание созданного в Европе первого печатного станка возвестило миру о приближении эры "тиражируемых знаний". Через 150 лет после изобретения Иоганном Гутенбергом печатного станка Фрэнсис Бэкон сформулировал в 1597 г. тезис, ставший с тех пор крылатым: "знание - сила".

Так, резко увеличив тираж пассивных носителей информации - книг, книгопечатание впервые создало информационные предпосылки ускоренного роста производительных сил. За последовавшие затем три столетия интенсивного роста производительных сил был подготовлен

28

тот основной научно-технический задел, который привел к первой промышленной революции.

Машины для обработки информации - появились лишь в середине XX в., когда растущее бремя информационных задач стало уже одним из наиболее заметных факторов, тормозящих экономический рост промышленно развитых стран [13]. Как видно из рис. 3, к 1946 г., когда в Пенсильванском университете была пущена в эксплуатацию первая ЭВМ типа ENIAC, общая численность занятых в информационной сфере США приближалась к 30 % от численности всего трудоспособного населения страны.

4.3. Информация - новый предмет труда.

Втечение всей предшествующей XX в. истории развития человеческой цивилизации основным предметом труда оставались материальные объекты. Деятельность за пределами материального производства и обслуживания, как правило, относилась к категории "непроизводительные затраты". Экономическая мощь государства измерялась материальными ресурсами, которые оно контролировало.

Вконце XX в. впервые в человеческой истории основным предметом труда в общественном производстве промышленно развитых стран становится информация. Постоянная тенденция перекачивания трудовых ресурсов из сферы материального производства в информационную сферу (рис. 3) является сейчас наиболее заметным, но далеко не единственным симптомом приближающихся "гигантских потрясений", которые получили пока общее и несколько туманное название "информационный кризис".

4.4. Информационный кризис.

Вчем проявляется информационный кризис? Существуют ли ка- кие-либо простые и наглядные количественные оценки этого сложного социально-экономического процесса?

Известный советский ученый-астрофизик И. Шкловский отмечал, что "хорошей характеристикой уровня развития технологической цивилизации может служить уровень производства энергии. Для земной цивилизации этот уровень скоро достигнет 1020 эрг/с. Заметим, что

мощность падающего на нашу планету потока солнечного излучения порядка 1024 эрг/с " [14, с.170].

Таким образом, в интегральных энергетических показателях за последние 300 лет интенсивного роста производства и потребления энергии человечество все еще не вышло на уровень сотых долей про-

29

цента от солнечного фона на планете Земля. С другой стороны, как отмечает И.Шкловский, "учитывая количество имеющихся на Земле телепередатчиков, их мощность и относительную длительность передач, можно показать, что Земля излучает на метровых волнах примерно в миллион раз большую мощность, чем если бы она излучала естественным путем, просто как тело, нагретое до 300 К. Над этим примером стоит задуматься. За какие-нибудь 2-3 десятилетия из-за деятельности развивающейся земной цивилизации такое важное глобальное свойство нашей планеты, как мощность ее радиоизлучения, возросло в огромной степени. Благодаря деятельности разумных существ Земля по мощности своего радиоизлучения на метровом диапазоне стала на первом место среди планет, обогнав планеты-гиганты Юпитер и Сатурн и уступая (пока!) только Солнцу!".

Итак, "информационный взрыв" для наблюдателя из далекого космоса выглядит вспышкой (в метровом диапазоне) новой "звезды", по яркости приближающейся к Солнцу, на месте холодной миллиарды лет планеты Земля.

Джеймс Мартин, ветеран фирмы IBM, а ныне член совета директоров ряда крупных компьютерных фирм, известный автор книг по вычислительной технике, считает, что "... сейчас мы достигли такого уровня познания, когда количество информации, поступающей в промышленность, управление и научный мир, доходит до тревожных пропорций". Печать весьма мягко и неудачно (по мнению автора) называет это "информационным взрывом", так как взрыв быстро прекращает свой бурный рост. Рост же информации в перспективе не имеет конца, а только все больше увеличивается.

Общая сумма человеческих знаний изменялась раньше очень медленно..., к 1800 г. она удваивалась каждые 50 лет, к 1950 г. удваивалась каждые 10 лет, к 1970 г. - каждые 5 лет [15, с. 20].

4.5. Когда появились первые симптомы информационного кризи-

са?

Английский историк и философ Р. Коллингвуд до 50 лет назад следующим образом объяснял, как представляет характер назревающей проблемы: "Способность европейца управлять силами природы являлась плодом трех столетий научных исследований в тех направлениях, которые были намечены в начале семнадцатого века. Расширение научного кругозора и ускорение научного прогресса во времена Галилея